1. ÇOK AĞIZLI VĠDA AÇMA
1.3. Vidanın Açılması
1.3.4. Uygun Derinliğe Kadar Vidanın Açılması
A partir da aplicação da metodologia no presente estudo da ACV da brita foi possível obter os resultados, os quais estão concatenados nos seguintes itens: Definição de objetivo e escopo, ICV, AICV e Interpretação.
6.1 Definição de objetivo e escopo
Nesse item foram tratados o objetivo e escopo do estudo da ACV da brita.
6.1.1 Objetivo
O propósito do estudo é o desenvolvimento de informações científicas acerca da brita para ser aplicada em estudos que visem a sustentabilidade desse material. A principal razão para a realização do estudo é a verificação de impactos ambientais desde a extração da matéria-prima até a disposição final do produto, denotada por grandes modificações e degradações do meio ambiente. O estudo é classificado como ACV não comparativa e o público alvo é a comunidade acadêmica e demais interessados no setor da construção civil.
6.1.2 Escopo
De acordo com European Comission (2010a) o escopo foi dividido nas seções que se seguem.
Função
A brita serve como material de suporte e enchimento do concreto com a função principal de dar volume e resistência ao mesmo.
Unidade funcional
A unidade funcional definida foi a de um edifício padrão multifamiliar R8 - B (Padrão baixo), composto por um pavimento térreo e sete pavimentos tipo e cujas demais
especificações constam na norma ABNT (2005). Os cálculos se restringiram ao projeto estrutural do edifício, cuja resistência do concreto definida foi de 25 MPa.
Fluxo de referência
Por meio da unidade funcional, foi definida também a quantidade total de brita utilizada que é de 394,09 m3 sendo constante a taxa de 0,19 m3 de brita por m2 de edificação. A especificação da brita é correspondente à zona granulométrica 9,5/25 (ABNT, 2009a), ou comercialmente denominada por brita 1 (ABNT, 1993).
Além disso, adotou-se que para cada m3 de concreto utilizou-se 0,8360 m3 de brita (TCPO, 2003). A quantidade total de concreto utilizada para a construção da unidade funcional foi de 471,4 m3, cuja massa específica adotada foi de 2379,85 kg/m3 (BESSA, 2011). O parâmetro adotado de consumo de concreto em m3 por m2 de construção foi de 0,23 m3/ m2 de edificação.
Dessa forma, o fluxo de referência adotado foi definido por: quantidade da substância em kg por m2 de edificação.
Sistema de produto
O sistema de produto analisado permeia as seguintes etapas: extração, beneficiamento, armazenagem, transporte, uso e disposição final. Vale acrescentar que na etapa de armazenagem (Etapa 4) não foi considerado nenhum fluxo de entrada e de saída, pois é uma etapa temporária. As seis primeiras etapas foram verificadas em campo por meio de uma visita técnica realizada no dia 20 de junho de 2012, junto a uma mineradora no município de Limeira – SP. Para orientar a obtenção de dados foi aplicado um questionário, que consta no Apêndice A. O fluxograma do sistema de produto pode ser visto na Figura 15.
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Figura 15 – Fluxograma das etapas
Etapa 1 - Extração
Na etapa de extração a brita é extraída a céu aberto por meio do desmonte por explosivos, Figura 16. De acordo com Ferreira, Daitx e Dallora Neto (2006), esse tipo de desmonte pode gerar além de poeira e materiais particulados, gases que incluem o CO2, N2, vapor d’água e alguns gases tóxicos, como o CO e o NOx. Esses gases tóxicos são gerados quando há uma dosagem inadequada dos explosivos.
Figura 16 – Extração a céu aberto
O tipo de explosivo utilizado é por emulsão, conhecido comercialmente como ANFO, do inglês ammonium nitrate e fuel oil, ou seja, uma mistura de nitrato de amônio (NH4NO3) e um combustível adequado (CH2) (BRITANITE, 2010). A seguir, tem-se a Equação 1, que representa a decomposição do ANFO em um sistema equilibrado em oxigênio (TORRES; GAMA, 2005):
3NH4NO3 + CH2 → 3N2 + CO2 + 7H2O + energia (1)
Dados da mineradora indicam que para cada m3 de brita extraída são necessários cerca de 700 g de explosivos. Para haver a colocação do explosivo, há a utilização de uma perfuratriz (PW 5000), movida por um compressor (CPB101) como indica a Figura 17, que consome aproximadamente 35,12 L/h de diesel. Vale destacar que todo o diesel consumido pela empresa é do tipo S500 e os dados referentes às propriedades do diesel foram obtidos por Braun, Appel e Schmal (2003), Castellanelli et al. (2008) e Longhi et al. (2004).
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Figura 17 – Detalhe da perfuratriz e do compressor
É importante destacar que os impactos visuais e de modificação do uso do solo relativos à extração e o passivo ambiental referente à cava não foram contemplados no presente estudo, nem inseridos nas categorias de impacto constantes no método de avaliação utilizado.
Etapa 2 - Transporte da extração ao beneficiamento
Para transportar o material da jazida ao beneficiamento, há a utilização de escavadeiras, consumindo 9,07 L/h de diesel, que transferem o material para caminhões 6x4, consumindo 1,07 km/L, como ilustra a Figura 18. Os caminhões percorrem cerca de 1 km até o beneficiamento. Outro aspecto importante é que há a geração de poeiras devido a movimentação dos veículos, para isso, é necessário aproximadamente 60.000 L de água por dia para a nebulização das vias, essa água é proveniente de caminhões pipa.
De acordo com a mineradora estudada a distância média percorrida pelos caminhões da extração ao beneficiamento é de 1km. Vale notar também que o material particulado proveniente dessa movimentação dos veículos não foi contemplado no estudo, por não ter sido quantificado.
Figura 18 – Transporte ao beneficiamento
Etapa 3 - Beneficiamento
A etapa de beneficiamento corresponde à adequação granulométrica do basalto nas faixas comerciais desejadas. Para isso há vários processos de peneiramento e fragmentação da rocha também conhecida por britagem. No presente estudo todos os equipamentos são movidos à energia elétrica e há consumo de água no processo da ordem de 10.000 litros por dia. Vale salientar que as perdas materiais da brita no processo que correspondem à eficiência do mesmo não foram consideradas.
Na Figura 19 e no Quadro 5 estão descritos e tipificados os equipamentos adotados nesse processo. Os dados das propriedades dos óleos lubrificantes foram obtidos por Petrobras (2013a, 2013b, 2013c e 2013d) e West Chemical (2013), sendo que não foi considerado a combustão desses óleos, por ser um maquinário relativamente recente e passível de manutenção.
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Quadro 5 – Lista dos equipamentos do beneficiamento
Item Equipamento Código
01 Alimentador EBB037
02 Britador primário de mandíbula EBB409 03 Correia transportadora TC00 TC00
04 Material Refugo
05 Correia transportadora TC1 TC01
06 Material Pedra rachão n.1
07 Calha vibratória EBB161
08 Correia transportadora TC2 TC02
09 Grelha EBB243
10 Britador secundário EBB002
11 Correia transportadora TC3 TC03
12 Correia transportadora TC4 TC04
13 Material Rachão classificado
14 Correia transportadora TC5 TC05
15 Peneira vibratória EBB124
16 Correia transportadora TC6 TC06
17 Britador EBB174
18 Correia transportadora TC7 TC07
19 Correia transportadora TC8 TC08
20 Britador Renco EBB163
21 Peneira vibratória EBB356
22 Correia transportadora TC9 TC09 23 Correia transportadora TC10 TC11 24 Correia transportadora TC11 TC10 25 Correia transportadora TC12 TC12 26 Correia transportadora TC13 TC13 27 Material Brita n.3 28 Correia transportadora TC14 TC14
29 Peneira vibratória EBB057
30 Correia transportadora TC15 TC15 31 Correia transportadora TC16 TC16 32 Correia transportadora TC17 TC17 33 Material Brita n.1 34 Material Pedrisco 35 Material Pó de pedra
36 Material Bica corrida
37 Material Brita n.2
Após ser transportada pelos caminhões, a brita passa ao processo de beneficiamento, que se inicia no alimentador (item 01 do Quadro 5, Figura 20) passando ao britador de mandíbula (item 02 do Quadro 5, Figura 21).
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Figura 20 – Detalhe do caminhão descarregando o material no início do
processo de beneficiamento
Figura 21 – Britador primário com detalhe do uso de água
Como visto anteriormente, a pedra passará por sucessivos estágios de fragmentação, peneiramento e transporte por correias, Figura 22, até que se atinja a granulometria almejada, como visto na Figura 23.
Figura 22 – Correia transportadora T04
Figura 23 – Detalhes das pilhas de diferentes granulometrias
Foi quantificado todo o consumo em kWh de energia nessa etapa, considerando os dados da mineradora estudada e suas correções quanto à unidade funcional adotada.
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Etapa 4 - Armazenagem
Nessa etapa a brita é armazenada temporariamente, em pilhas a céu aberto e não há utilização de materiais ou energia, Figura 24.
Figura 24 – Pilha de armazenamento
Nota-se na Figura 24 a emissão de material particulado, denotado pela poeira. A quantificação desse material particulado pode ser objeto de futuras pesquisas relacionadas aos seus impactos.
Etapa 5 - Transporte do beneficiamento aos caminhões
Após o armazenamento temporário, a brita é transportada por meio de pás carregadeiras (Figura 25), que consomem 10,1 L/h de diesel, aos caminhões que levarão o produto ao consumidor final.
Figura 25 – Transporte aos caminhões
Etapa 6 - Transporte aos centros consumidores
O transporte aos centros consumidores é terceirizado, portanto há uma grande variedade de tipos de caminhões que o realizam. Para simplificar o estudo, convencionou-se a utilização de um caminhão (Figura 26) com potência 250 CV, ano 2010, com a capacidade de 12 m3 ou 14 a 15 toneladas de brita, fazendo 3,4 km/L, utilizando diesel S500.
A distância média aos centros consumidores é de 50 km, a mínima é de 1 km e a máxima 150 km. Distâncias maiores inviabilizam economicamente o processo. Para o presente estudo adotou-se a distância média de 50 km.
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Figura 26 – Transporte final
Etapa 7 – Uso
Após ser beneficiada e levada aos centros consumidores, a brita é incorporada no concreto em usinas. Nesse processo, foi considerada a quantidade de água necessária para a obtenção do concreto e a energia elétrica gasta em uma usina de concreto para a obtenção do mesmo. Vale salientar que para obter o fluxo de referência em questão realizou-se a alocação, considerando que todas as entradas e saídas baseadas no concreto foram ajustadas em 83,6% que corresponde ao volume de brita no mesmo.
Não foi considerado o transporte da usina aos locais de edificação e suas entradas não foram quantificadas. No que tange à edificação em si, a durabilidade adotada para o edifício foi de 75 anos, contemplada em ABNT (2013). Além disso, de acordo com Agopyan et al. (2003), foi adotada a perda de 9% em volume de concreto na construção.
Após determinado tempo de uso da edificação, foi considerada também a realização de uma reforma com aquisição de 5% em volume de concreto, definida por ABNT (2013) e ABNT (1998). Para essa nova aquisição, foi apenas considerada a obtenção de recursos materiais, não sendo contemplados os impactos desde o início do ciclo de vida.
Etapa 8 – Disposição final
O presente estudo adotou que depois de transcorridos os 75 anos, o edifício em sua totalidade, no que tange a sua estrutura, seria demolido e os resíduos seriam dispostos em um aterro de inertes. Como após a realização do concreto não é possível a separação da brita, foi
necessário realizar novamente a alocação para atribuir os valores das entradas e saídas. A distância da edificação ao aterro foi estimada em 50 km e o caminhão adotado o mesmo da Etapa 6.
Fronteiras do sistema e critérios de corte
Adotou-se a fronteira cradle to grave, ou seja, do berço ao túmulo considerando todas as etapas do ciclo de vida da brita. O critério de corte adotado foi de 5% em massa de cada substância em relação ao total do fluxo de entrada de cada etapa. Vale salientar que se a substância for considerada impactante ambientalmente ela será computada na ICV, mesmo não se enquadrando nesse critério de corte referido por sua massa.
Outro aspecto importante considerado é a reabsorção de gás carbônico com o decorrer da construção da estrutura. Entretanto, como a etapa de fabricação do cimento está fora do escopo do estudo, não se considerou essa reabsorção (SHAO; MIRZA; WU, 2006).
Posto isso, como foram utilizados alguns dados de Sheehan et al. (1998) é necessário dizer que estes não consideram relevantes as emissões da combustão do diesel para a água ou para o solo. Mais precisamente voltado ao critério de corte, não considerou-se a emissão de naftalenos, por serem inferiores ao valor considerado (PETROLEUM HPV TESTING GROUP MEMBER COMPANY, 1997).
Modelagem para ICV
A modelagem utilizada é do tipo atribucional. De acordo com European Comission (2010a) o modelo atribucional remete a uma ACV descritiva, mensurável, com dados históricos e que perpassa a descrição de impactos potenciais atribuídos a um produto ou sistema de produtos.
Representatividade e adequação dos dados da ICV
A representatividade geográfica dos dados primários remete à região do município de Limeira-SP, a representatividade tecnológica remete ao processo do produto, que é comumente utilizado em minerações de brita e a representatividade temporal identifica que os dados primários foram obtidos no ano de 2012.
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No que tange aos dados secundários, estes são variáveis em relação à representatividade geográfica, pois há uso de dados nacionais e internacionais. A representatividade tecnológica e a temporal também sofrem variações.
Vale acrescentar que a durabilidade adotada da estrutura foi de 75 anos, de acordo com a ABNT (2013). De acordo com Mehta e Monteiro (2008), a representatividade temporal global do estudo é de 35 anos tendo em vista que até 2050 haverá intenso uso do concreto nos moldes tradicionais da construção civil.
Bases para AICV
A AICV teve por método o EDIP 1997 (WENZEL; HAUSCHILD; ALTING, 1997) com as seguintes categorias de impacto, citadas a seguir: Eutrofização; Formação de ozônio fotoquímico; Consumo de recursos energéticos não renováveis; Consumo de recursos energéticos renováveis; Consumo de recursos materiais renováveis; Consumo de recursos materiais não renováveis; Aquecimento global; Toxicidade humana (ar); Toxicidade humana (água); Toxicidade humana (solo); Ecotoxicidade aguda (água); Ecotoxicidade crônica (água); Ecotoxicidade crônica (solo); Acidificação; Resíduos perigosos e Resíduos de construção civil. Estes correspondem aos impactos do tipo midpoint.
Tipo, qualidade e fontes de dados e informações
Os dados utilizados na ICV foram de fontes primárias obtidas em campo, secundárias obtidas na literatura, através também de estimativas e demais dados oferecidos pela mineradora.
Revisão crítica
A revisão crítica foi feita pelos especialistas da banca, sendo que esta fase é muito benéfica para a qualidade, credibilidade e o valor do estudo. Assim, o tipo de revisão crítica foi do tipo interna independente.
Relatório da ACV
O relatório da ACV compôs a dissertação de mestrado, enquadrando-se na forma clássica, com detalhamento, constando um texto detalhado com gráficos, quadros e figuras, sendo preferencialmente de uso interno.
6.2 ICV
Após a Definição de obteivo e escopo, foi realizada a etapa de ICV, previamente descrita na metodologia.
Preparação e coleta de dados
Na etapa de preparação para a coleta de dados foi realizado um questionário para orientar a coleta de dados. Após isso, foi feita uma visita técnica a uma mineradora de basalto na região de Limeira – SP, com a finalidade de coletar dados primários e realizar um acervo fotográfico das etapas que perfazem o sistema de produto. Além disso, foram utilizados também dados secundários, provenientes de literatura específica e alguns dados estimados e orientados para os devidos fins do estudo.
Validação e correlação dos dados
O inventário permeou a quantificação de entradas e saídas dos fluxos de materiais e energia incluídos na fronteira do estudo, a fim de estabelecer bases concretas para a quantificação e interpretação dos impactos do ciclo de vida decorrentes do produto em estudo. Dessa forma, foram feitos ajustes nas entradas e saídas quanto à unidade dimensional adequada para se enquadrarem na unidade funcional estabelecida.
Refinamento das fronteiras do sistema
Houve o refinamento do sistema, denotado pelos critérios de corte e pela exclusão de da etapa de armazenagem. Vale salientar que por se tratar de um processo iterativo, novas aquisições de dados foram necessárias, por meio do contato com a mineradora.
Inventário completado
A seguir, encontra-se a Análise de Inventário do Ciclo de Vida, que é denotada pelas Tabelas 1 a 7, mostrando todas as etapas do sistema de produto envolvidas e a legenda das fontes das informações consta na Tabela 8.
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Tabela 1 – Resultados da ICV: extração
1. EXTRAÇÃO
1.1 Fluxos de entrada Unidade funcional Unidade dimensional Fonte
1.1.1 Consumo de recursos materiais não renováveis
Basalto 5,58E+02 kg/m2 de edificação 1
- Explosivos
Nitrato de amônio 1,33E-04 kg/m2 de edificação 1
Metileno 7,75E-06 kg/m2 de edificação 2
- Perfuratriz
Diesel 2,69E-02 kg/m2 de edificação 1
- Escavadeira 954 Liebherr
Diesel 9,75E-03 kg/m2 de edificação 1
Aditivo para radiador 2,14E-04 kg/m2 de edificação 1
- Óleos lubrificantes dos equipamentos
Óleo de transmissão - SAE 90 9,32E-04 kg/m2 de edificação 1
Óleo 15W40 1,61E-03 kg/m2 de edificação 1
Óleo lubrificante - 220 2,29E-03 kg/m2 de edificação 1
1.1.2 Consumo de energia
- Proveniente do consumo total de diesel
Energia 9,87E-02 kWh/m2 de edificação 1
TOTAL DOS FLUXOS DE ENTRADA 5,58E+02 kg/m2 de edificação
1.2 Fluxos de saída Unidade funcional Unidade dimensional Fonte
1.2.1 Emissões atmosféricas
- Provenientes do explosivo
Nitrogênio 4,66E-05 kg/m2 de edificação 2
Gás carbônico 2,43E-05 kg/m2 de edificação 2
- Provenientes do consumo de diesel
Gás carbônico 1,23E-01
Monóxido de carbono 2,65E-03 kg/m2 de edificação 3
Metano 7,98E-06 kg/m2 de edificação 3
Óxido de nitrogênio 3,40E-03 kg/m2 de edificação 3
Óxido nitroso 9,65E-07 kg/m2 de edificação 3
Benzeno 7,87E-09 kg/m2 de edificação 4
Formaldeído 1,05E-07 kg/m2 de edificação 4
Material Particulado 1,56E-05 kg/m2 de edificação 4
Ácido clorídrico 5,87E-07 kg/m2 de edificação 4
Ácido fluorídrico 7,35E-08 kg/m2 de edificação 4
Amônia 5,84E-12 kg/m2 de edificação 4
Óxido sulfúrico 1,72E-04 kg/m2 de edificação 4
Compostos orgânicos voláteis não metanos 6,46E-04 kg/m2 de edificação 3
1.2.2 Resíduos sólidos
Aditivo de descarte 2,14E-04 kg/m2 de edificação 1
Óleo de descarte 4,85E-03 kg/m2 de edificação 1
Tabela 2 – Resultados da ICV: transporte ao beneficiamento
2. TRANSPORTE AO BENEFICIAMENTO
2.1 Fluxos de entrada Unidade funcional Unidade dimensional Fonte
2.1.1 Consumo de recursos não renováveis
- Caminhão Scania VPB 373 P400
Diesel 2,62E-03 kg/m2 de edificação 1
Aditivo para radiador 1,43E-04 kg/m2 de edificação 1
2.1.2 Consumo de recursos renováveis
- Nebulização de vias
Água 7,73E+00 kg/m2 de edificação 1
2.1.3 Consumo de energia
- Proveniente do consumo total de diesel
Energia kWh/m2 de edificação 1
TOTAL DOS FLUXOS DE ENTRADA 7,73E+00 kg/m2 de edificação
2.2 Fluxos de saída Unidade funcional Unidade dimensional Fonte
2.2.1 Emissões atmosféricas
- Provenientes do consumo de diesel
Gás carbônico 8,80E-03 kg/m2 de edificação 3
Monóxido de carbono 1,90E-04 kg/m2 de edificação 3
Metano 5,72E-07 kg/m2 de edificação 3
Óxido de nitrogênio 2,44E-04 kg/m2 de edificação 3
Óxido nitroso 6,91E-08 kg/m2 de edificação 3
Benzeno 5,64E-10 kg/m2 de edificação 4
Formaldeído 7,55E-09 kg/m2 de edificação 4
Material Particulado 1,12E-06 kg/m2 de edificação 4
Ácido clorídrico 4,21E-08 kg/m2 de edificação 4
Ácido fluorídrico 5,26E-09 kg/m2 de edificação 4
Amônia 4,19E-13 kg/m2 de edificação 4
Óxido sulfúrico 1,23E-05 kg/m2 de edificação 4
Compostos orgânicos voláteis não metanos 4,63E-05 kg/m2 de edificação 3
2.2.2 Resíduos sólidos
Aditivo de descarte 1,43E-04 kg/m2 de edificação 1
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Tabela 3 – Resultados da ICV: beneficiamento
3. BENEFICIAMENTO
3.1 Fluxos de entrada Unidade funcional Unidade dimensional Fonte
3.1.1 Consumo de recursos não renováveis
- Equipamentos de britagem
Aditivo para radiador 1,43E-04 kg/m2 de edificação 1
Óleo 15W40 3,08E-03 kg/m2 de edificação 1
Óleo T50 4,58E-03 kg/m2 de edificação 1
Óleo 85W140 4,69E-04 kg/m2 de edificação 1
Óleo 90 LS 1,50E-02 kg/m2 de edificação 1
Óleo AT 2,30E-04 kg/m2 de edificação 1
Óleo SAE 90 6,99E-04 kg/m2 de edificação 1
3.1.2 Consumo de recursos renováveis
Água 1,29E+00 kg/m2 de edificação 1
3.1.3 Consumo de energia
- Equipamentos de britagem
Energia elétrica 2,05E+00 kWh/m2 de edificação 5
TOTAL DOS FLUXOS DE ENTRADA 1,31E+00 kg/m2 de edificação
3.2 Fluxos de saída Unidade funcional Unidade dimensional Fonte
3.2.1 Resíduos sólidos
Óleo de descarte 2,41E-02 kg/m2 de edificação 1
Aditivo de descarte 1,43E-04 kg/m2 de edificação 1
Tabela 4 – Resultados da ICV: transporte do beneficiamento aos caminhões